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【摘要】针对目前油田起下油管的工艺现状，设计了一种卡盘吊卡，并对其起下油管的作业工艺进行了论述。相比于常规起下油管的作业工艺，使用卡盘吊卡进行起下油管，能够实现单吊卡起下油管作业，从而减少井口操作人员的数量、降低劳动强度，进一步推动井口操作机械化的进程。
【关键词】卡盘 单吊卡 起下油管
1 油田起下油管作业工艺现状
目前，油田施工队伍多采用双吊卡进行起下油管，这种作业方式需要操作人员反复进行摘挂、搬台吊卡的动作，工作量極其繁重。随着井口操作机械化程度的不断提高，这种双吊卡起下油管的作业方式已不再适合当前的发展趋势。
为实现单吊卡起下油管作业，根据卡盘的工作原理，设计出一种卡盘吊卡。其悬挂吊卡始终悬挂于吊环上，井口吊卡固定在防喷器上。通过液压驱动，操作起来方便、快捷，不仅可以减少操作人员的数量，而且省去了反复摘、挂吊卡的动作，大幅度降低了工人的劳动强度，从而实现单吊卡起下油管作业。2 卡盘吊卡的结构设计2.1 悬挂吊卡
悬挂吊卡主要由吊耳、卡盘体、活动卡爪和液压马达组成。
卡盘体顶部加工有吊耳，可以悬挂于修井机的吊环上；卡盘体内部有齿轮驱动机构，表面加工有滑道，活动卡爪可以在滑道内进行滑动；活动卡爪的底面有平面螺纹，与卡盘体内部齿轮盘正面的平面螺纹相互啮合；小锥齿轮安装在卡盘体侧面的圆孔内，与齿轮盘底面的大椎齿轮相互啮合，液压马达的轴承与小锥齿轮的方孔相互焊接，图（1）是悬挂吊卡夹持油管示意图。
1-吊耳；2-液压马达；3-活动卡爪；4-油管；5-油管短节；6-卡盘体；7-吊环
图1？悬挂吊卡夹持油管示意图
悬挂吊卡主要是依靠活动卡爪的弧面1、弧面2面及台肩三个部位对油管进行夹持、悬挂。其中，弧面1夹持油管加厚部位，弧面2夹持油管节箍，台肩用于支撑油管节箍端面，图（2）为悬挂吊卡卡爪结构图。
2.2 井口吊卡
井口吊卡安装在井口的防喷器上，主要由卡盘体、活动卡爪、扶正块、钳牙、牙槽和液压马达组成，其部件的连接方式同悬挂吊卡，图（3）是井口吊卡夹持油管示意图。 1-卡盘体；2-活动卡爪；3-油管；4-油管短节；5/6-牙槽、钳牙；7-扶正块；8-液
压马达
图3？井口吊卡夹持油管示意图
井口吊卡主要是依靠活动卡爪的弧面及台肩对油管进行夹持、支撑。其中，弧面夹持油管加厚部位，台肩支撑油管节箍端面。每只活动卡爪上都有牙槽、钳牙和扶正块，钳牙用沉头螺钉固定在牙槽内，其作用是锁紧油管，在进行上卸扣时防止油管倒转；扶正块的作用是使油管居中； 三只扶正块不在同一平面上，确保彼此之间不产生相互碰撞，图（4）为井口吊卡卡爪结构图。 1-台肩1；2-扶正块；3-牙槽；4-弧面
图4？井口吊卡卡爪
2.3 卡盘吊卡工作原理
卡盘体内部有齿轮盘，齿轮盘的底部有大锥齿轮，正面有平面螺纹。小锥齿轮安装在卡盘体侧面的圆孔内，与齿轮盘底面的大椎齿轮相互啮合，活动卡爪的底面有平面螺纹，与轮盘正面的平面螺纹相互啮合，液压马达的轴承与小锥齿轮的方孔相互焊接。通过液压马达的转动，可以带动小锥齿轮及齿轮盘上的大锥齿轮进行转动，齿轮盘的背面的平面螺纹结构就使活动卡爪同时向中心靠近或退出，从而达到夹紧、松开油管的目的。2.4 主要参数
悬挂吊卡：卡盘体外径380mm，内通径134mm，高度100mm；
井口吊卡：卡盘体外径500mm，内通径210mm，高度115mm；
液压马达：扭矩142NN·m，排量57L/ min，转速600r/min。
3 卡盘吊卡起下油管工艺流程
卡盘吊卡起下油管工艺流程如下：
下油管时，在每根油管顶部连接一根长度在0.3-0.4m的油管短节，由悬挂吊卡扣合住油管短节，依靠卡爪的台肩承挂油管短节接箍，将油管提起来放入井内，并使油管接箍坐在井口吊卡上，依靠卡爪的台肩部位支撑油管接箍，关闭井口吊卡，打开悬挂吊卡，然后进行下一根油管的操作。
起油管时，由悬挂吊卡扣合住油管短节，关闭悬挂吊卡，打开井口吊卡，由悬挂吊卡将油管提起来，并使油管接箍坐在井口吊卡上，关闭井口吊卡，卸掉油管后进行下一根油管的操作。
4 结论
（1）采用液压驱动的方式开启、闭合吊卡，减少了井口操作人员的数量。
（2）不需要反复搬台吊卡，大幅度降低了劳动强度。
（3）悬挂吊卡始终悬挂于吊环上，井口吊卡固定在防喷器上，实现了单吊卡起下油管作业。
（4）通过更换卡爪后，以实现不同尺寸管、杆柱的起下作业。
参考文献
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